特表 2022-542765 フィルタカートリッジ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-07

(54)【発明の名称】フィルタカートリッジ

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/28 20060101AFI20220930BHJP

   C02F 1/42 20060101ALI20220930BHJP

【ＦＩ】

C02F1/28 G

C02F1/42 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021574825

(86)(22)【出願日】2020-07-10

(85)【翻訳文提出日】2021-12-15

(86)【国際出願番号】 EP2020069534

(87)【国際公開番号】W WO2021013581

(87)【国際公開日】2021-01-28

(31)【優先権主張番号】19187410.6

(32)【優先日】2019-07-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】599055784

【氏名又は名称】ブリタ ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100069556

【弁理士】

【氏名又は名称】江崎 光史

(74)【代理人】

【識別番号】100111486

【弁理士】

【氏名又は名称】鍛冶澤 實

(74)【代理人】

【識別番号】100191835

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 真介

(74)【代理人】

【識別番号】100221981

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 大成

(74)【代理人】

【識別番号】100208258

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 友子

(72)【発明者】

【氏名】ブンネマン・フィリプ

(72)【発明者】

【氏名】シューラー・トビアス

(72)【発明者】

【氏名】シューリヒト・ファルク

(72)【発明者】

【氏名】オグズ・エムレ

【テーマコード（参考）】

4D025

4D624

【Ｆターム（参考）】

4D025AA03

4D025AB06

4D025AB19

4D025AB28

4D025BA07

4D025BA24

4D025BB13

4D025DA03

4D624AA02

4D624AB11

4D624AB16

4D624BA17

4D624BB01

4D624CA12

4D624CB07

4D624CB34

4D624DB19

(57)【要約】

本発明は、フィルタカートリッジ、特に重力作動式のフィルタカートリッジであって、このフィルタカートリッジは、少なくとも１つの水出口を有する本体部及び少なくとも１つの水入口を有するヘッド部及び少なくとも１つの空気出口を備え、ヘッド部は本体部の上部に配置されていて、本体部とヘッド部は内部容積を有するハウジングを共に形成し、ヘッド部は、ヘッド部の底部開口部を規定する下部リムを有し、フィルタカートリッジは、内部容積内に位置し、下部リムに沿ってヘッド部に取り付けられるメッシュをさらに備え、メッシュは、内部容積を、メッシュ及びヘッド部によって規定される上部容積と、メッシュ及び本体部によって規定される下部容積とに分離し、処理媒体は下部容積内に配置されている、フィルタカートリッジに関する。フィルタカートリッジがメッシュのための少なくとも１つの押さえ装置を備えるフロー特性を改善するために、押さえ装置は、待機位置から動作位置に移動可能であり、その中で、少なくとも部分的に押さえ装置がメッシュと底部開口部の間に位置する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フィルタカートリッジ（１）、特に重力作動式のフィルタカートリッジであって、
このフィルタカートリッジ（１）は、少なくとも１つの水出口（１５）を有する本体部（３）及び少なくとも１つの水入口（２７）を有するヘッド部（５）及び少なくとも１つの空気出口（３３）を備え、
ヘッド部（５）は本体部（３）の上部に配置されていて、
本体部（３）とヘッド部（５）は内部容積（ＩＶ）を有するハウジングを共に形成し、
ヘッド部（５）は、ヘッド部（５）の底部開口部（２６）を規定する下部リム（２５）を有し、
フィルタカートリッジ（１）は、内部容積（ＩＶ）内に位置し、下部リム（２５）に沿ってヘッド部（５）に取り付けられるメッシュ（４５）をさらに備え、
メッシュ（４５）は、内部容積（ＩＶ）を、メッシュ（４５）及びヘッド部（５）によって規定される上部容積（ＵＶ）と、メッシュ（４５）及び本体部（３）によって規定される下部容積（ＵＶ）とに分離し、
処理媒体は下部容積（ＬＶ）内に配置されている、
当該フィルタカートリッジにおいて、
メッシュ（４５）のための少なくとも１つの押さえ装置は、待機位置から動作位置へ移動可能であり、
その中で、押さえ装置は、少なくとも部分的にメッシュ（４５）と底部開口部（２６）との間の上部容積の内側に位置する、ことを特徴とするフィルタカートリッジ（１）。

【請求項2】

押さえ装置は、動作位置の底部開口部（２６）を貫通する、ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタカートリッジ（１）。

【請求項3】

押さえ装置とヘッド部（５）は、互いに連結された別個の部品である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタカートリッジ（１）。

【請求項4】

ヘッド部（５）は、押さえ装置を上部容積（ＵＶ）内に導入することができるアパーチャ（３５）が設けられている、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジ（１）。

【請求項5】

押さえ装置は、少なくとも部分的にアパーチャ（３５）を通って上部容積内へ挿入可能なピン（３７）である、ことを特徴とする請求項４に記載のフィルタカートリッジ（１）。

【請求項6】

押さえ装置は、ヘッド部（５）と一体に形成されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタカートリッジ（１）。

【請求項7】

フィルタカートリッジ（１）は、待機位置でヘッド部（５）と押さえ装置を接続し、押さえ装置が待機位置から動作位置に移動されると破れるオリジナリティシールが設けられている、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジ（１）。

【請求項8】

待機位置及び／又は動作位置は、押さえ装置の安定した位置である、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジ（１）。

【請求項9】

押さえ装置は、その端部でヘッド部を形成する細長い円弧形状のものである、ことを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジ（１）。

【請求項10】

押さえ装置は、少なくとも１つのヒンジ、特にフィルムヒンジが設けられていて、このヒンジは、押さえ装置をヒンジの周囲で折り曲げることによって、押さえ装置を待機位置から動作位置に移動させることができるように配置されている、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジ（１）。

【請求項11】

押さえ装置を動作位置に固定するためのロック手段を備える、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジ（１）。

【請求項12】

ロック手段は、少なくとも一対の相補的ロック要素を備える、ことを特徴とする請求項１１に記載のフィルタカートリッジ（１）。

【請求項13】

押さえ装置は上部容積（ＵＶ）内に緩く配置されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタカートリッジ（１）。

【請求項14】

請求項１から１３のいずれか一項に記載の注入口ファンネルとフィルタカートリッジ（１）とを備えるろ過装置。

【請求項15】

フィルタカートリッジ（１）を製造する為の方法において、
この方法が以下のステップ、即ち、
ａ）ヘッドポーション（５）を製造するステップ、
ｂ）メッシュ（４５）に対する押さえ装置を待機位置の中へ設置するステップ、
ｃ）特に、上下が逆になっているヘッド部（５）で、ヘッド部（５）の下部リム（２５）に、メッシュ（４５）を取り付けるステップ、
ｄ）処理媒体を充填した本体部（３）にヘッド部（５）とメッシュ（４５）を取り付けるステップ、
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フィルタカートリッジ、ろ過装置及びフィルタカートリッジの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

先述した種類のろ過装置は、家庭で日常的に使用するための水フィルタとして使用されていて、これは、テーブルウォータフィルタとも呼ばれている。それらは、主に水道水から不要物質を浄化する為に使用されている。それら不要物の中には、カルシウムやマグネシアなどの塩化物や硬度ビルダーが含まれるが、鉛も含まれている。これは特に古い住宅における鉛管の使用によって、水道水へ鉛が入り込むとわかっている。

【0003】

テーブルウォータフィルタは重力作動式である。処理される水を水フィルタに注ぎ込む以外に、ろ過には何の作業も必要ない。水は、単にフィルタカートリッジを通って下方に流れ、そして重力によってろ過された水のための容器へ入る。

【0004】

底壁を有する注入口ファンネルを備えるろ過装置は、特許文献１（ＥＰ １ ２３０ １６６ Ｂ１）から知られていて、これはフィルタカートリッジ用の開口部が設けられている。フィルタカートリッジが開口部に差し込まれ、開口部とフィルタカートリッジのシーリングリムとの間にシールが形成される。使用時には、水は上から注入口ファンネルに導入され、その後、水入口を通ってフィルタカートリッジに流入する。水用の粒状処理媒体は、フィルタカートリッジの内側に位置する。処理媒体は、通常、イオン交換樹脂及び／又は活性炭を備えるが、他の成分も同様に処理媒体として使用することができる。水はフィルタカートリッジで処理され、次いで、フィルタカートリッジの底部にある水出口を通り、フィルタカートリッジの下方へ出る。また、フィルタカートリッジは、ろ過プロセスの開始時に、空気がフィルタカートリッジの内側からフィルタカートリッジの上方へ出るために、その（フィルタカートリッジ）最上部に空気出口が設けられている。

【0005】

フィルタカートリッジの内部には、処理媒体がフィルタカートリッジのヘッド部に位置する開口部（水入口及び空気出口）から出ることを妨げるメッシュがある。メッシュは、その下部リムに沿ってヘッド部に固定されている。これは、通常、以下のとおり、製造プロセス中に超音波溶接によって達成されている。ヘッド部は逆さまに配置されていて、メッシュ材料のストリップ（例えばコイルから）が下部リムの上に設置されている。次いで、超音波溶接型材（ソノトロード）がリムと共にメッシュ材料接触領域上に設置され、メッシュ材料からメッシュを切り出し、同時にメッシュをリムに溶接する。また、溶接型材は、切断及び溶接プロセスに先立って、平坦なメッシュ材料を変形させるためのドーム形状の部品を備える。溶接型材がメッシュ上に設置されると、ドーム形状の部分がメッシュを下方へ押し、メッシュを同様にドーム形状にする。

【0006】

通常、メッシュは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、又はポリエチレン（ＰＥ）からなる。メッシュサイズを選択することは、簡単な作業ではない。一方、メッシュサイズは、フィルタカートリッジから出る粒状処理媒体の量を減らすために、できるだけ小さくすることが想定されている。他方、メッシュサイズが縮小されると、メッシュの流れ抵抗が増加する。メッシュのサイズが小さすぎると、メッシュを通る流量が非常に小さくなるため、水が処理されるまでどれだけ時間がかかるかに対する消費者の受け入れが悪くなる可能性がある。まれに、非常に小さなメッシュサイズもまた、メッシュにある水を通って空気が漏出することを妨げる水の表面張力に起因してメッシュが水流を完全に遮断する可能性がある。

【0007】

この問題は、重力作動式フィルタカートリッジを開示する特許文献２（ＤＥ １９６ ３１ ６８７ Ａ１）で既に取り上げられている。フィルタカートリッジは、水出口を有する本体部と、水入口且つ空気出口を有するヘッド部とを備え、本体部及びヘッド部は、内部容積を有するハウジングを共に形成する。フィルタカートリッジは、ヘッド部に溶接された内部容積内に位置したメッシュインサートを備える。メッシュインサートは、リブによって補強されたドーム形状のメッシュを備える。ドーム形状のメッシュの膨らみは、処理媒体の方向で下方に向けられている。使用時には、ドーム形状のメッシュが処理媒体に接触し、それによって水の表面張力が破れ、メッシュブロッケード（英語：ｍｅｓｈ ｂｌｏｃｋａｄｅｓ）の発生が減少する。この解決策は、過去に成功し適用されているが、フィルタカートリッジの製造努力は、メッシュインサートの複雑さに起因して高い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】欧州特許第１２３０１６６号明細書

【特許文献2】独国特許出願公開第１９６３１６８７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明の課題は、フィルタカートリッジの流量特性を改善することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

この課題は、請求項１に記載したフィルタカートリッジによって解決される。

【0011】

本発明に係るフィルタカートリッジは、少なくとも１つの水出口を有する本体部及び少なくとも１つの水入口と少なくとも１つの空気出口を有するヘッド部を備え、
ヘッド部は、本体部の上部に配置されていて、
本体部とヘッド部は内部容積を有するハウジングを共に形成し、
ヘッド部は、ヘッド部の底部開口部を規定する下部リムを有し、
フィルタカートリッジは、内部容積内に位置し、下部リムに沿ってヘッド部に取り付けられるメッシュをさらに備え、
メッシュは、内部容積を、メッシュ及びヘッド部によって規定される上部容積と、メッシュ及び本体部によって規定される下部容積とに分離し、処理媒体が下部容積内に配置される。
フィルタカートリッジは、メッシュのための少なくとも１つの押さえ装置によって特徴付けられていて、押さえ装置は、待機位置から動作位置へ移動可能であり、その中で、押さえ装置は、少なくとも部分的にメッシュと底部開口部との間の上部容積の内側に位置する。

【0012】

フィルタカートリッジは、好ましくは、重力作動式フィルタカートリッジである。上部、下部、上側、下側、上、下、上方、下方等の用語は、フィルタカートリッジが動作方向にある場合、例えば、フィルタカートリッジがろ過装置の注入口ファンネルの台座に差し込まれている場合、フィルタカートリッジ又はその部品を言及している。

【0013】

先述したように、フィルタカートリッジの製造プロセスは、通常、メッシュが形成され、メッシュがフィルタカートリッジのヘッド部に取り付けられているかみ合いステップを備える。このプロセスの結果として、メッシュは特定の形状安定性を持つ。一般的には、メッシュは、ドーム形状のメッシュの膨らみが処理媒体の方向で下方へ向けられているものと、膨らみが上方へ向けられるものとの、２つ以上又はそれ以下の安定した位置のうちの１つになる可能性がある。上向きでは、特に、メッシュを通る水の流れが減少するか、又は完全に遮断されるリスクにつながる。

【0014】

その動作位置において、押さえ装置は、メッシュの膨らみが、少なくとも部分的にメッシュと底部開口部との間で位置するので、上方に向けられていないことを確実にする。言い換えると、押さえ装置の少なくとも一部は、その動作位置にあるときに、底部開口部から下方へ突出する。

【0015】

他方で、押さえ装置は、待機位置にある場合、かみ合いステップを妨げない。待機位置では、押さえ装置の一部がメッシュと底部開口部の間に位置しない。言い換えると、押さえ装置のどの部分も、その待機位置にあるときには、底部開口部から下方へ突き出ない。したがって、底部開口部は、自由にアクセス可能である。

【0016】

ヘッド部はヘッド容積を取り囲み、本体部は本体容積を取り囲む。ヘッド容積は、ヘッド部の壁部及びヘッド部の底部開口部によって規定されている。ドーム形状のメッシュの膨らみが下方へ向けられている場合、上部容積は、ヘッド容積とドーム形状のメッシュで規定される容積の合計に等しい。本体容積は、本体部の壁部及び本体部分の上部開口部によって規定されている。ヘッド容積と本体容積の合計は、基本的にフィルタカートリッジの内部容積に等しい。

【0017】

好ましくは、押さえ装置が、動作位置の底部開口部を貫通する。このようにして、押さえ装置は、ヘッド容積内に部分的に位置し、メッシュと底部開口部との間に部分的に位置する。押さえ装置は、更に、その動作位置でそれを安定させるヘッド部に取り付けることができる。

【0018】

押さえ装置とヘッド部は互いに連結された別個の部品とすることも、押さえ装置をヘッド部と一体に形成することもできる。一体成形することで、製造ステップ数を減らすことができる。

【0019】

押さえ装置とヘッド部とが一体に形成されている場合、押さえ装置は、好ましくは、先ずその待機位置で形成されている。このようにして、さらなるステップを伴わずにヘッド部を形成した直後にかみ合いが開始されてもよい。また、押さえ装置をその待機位置からその動作位置へ移動させるかみ合い後に、１つの追加ステップのみが必要である。

【0020】

ヘッド部は、好ましくは、押さえ装置を上部容積内に導入することができるアパーチャが設けられている。特に、これは、押さえ装置とヘッド部が別部品の場合である。このようにして、押さえ装置は、かみ合った後にヘッド部に導入されてもよい。その場合、押さえ装置はかみ合いステップに干渉しない。

【0021】

好ましくは、押え装置がヘッド部に接続されていない状況、そして押え装置が上部ボリュームの内側に位置していない状況が、押え装置の動作位置又は待機位置を示すものとは考えられない。このような状況は、例えば、押え装置がヘッド部とは別個に作られ、まだ上部容量に導入されていない場合、製造中に発生し得る。

【0022】

フィルタカートリッジは、好ましくは、待機位置でヘッド部と押さえ装置を接続し、押さえ装置が待機位置から動作位置に移動したときに破れるオリジナリティシールが設けられている。特に、オリジナリティシールは、一体成形されたときに、押さえ装置とヘッド部と共に形成することができる。代替的には、オリジナリティシールが、別部品として形成される場合には、押え装置とヘッド部に取り付けてもよい。いずれにせよ、オリジナリティシールは、ポリマーの薄片、又はミシン目などを有する箔であってもよく、したがって、１つ又は複数の所定の破断点を提供する。オリジナリティシールは、フィルタカートリッジが以前に使用されていないことを使用者に示す。

【0023】

押さえ装置は、１つの安定した位置を有してもよく、いくつかの安定した位置を有してもよく、又は安定した位置がまったくなくてもよい。通常、フィルタカートリッジ全体に力が加わる安定した位置において、例えば、搬送中又はろ過装置への挿入中、押さえ装置の位置を変更するためには不十分である。待機位置及び／又は動作位置が、好ましくは、押さえ装置の安定した位置であり、特に、好ましくは、押さえ装置の唯一の安定した位置である。安定した位置は、フィルタカートリッジの信頼性を高める。押さえ装置を安定した待機位置から安定した動作位置へ移動するために、押さえ装置は、好ましくは、待機位置に留まるという要求に反して、ある地点まで移動され、押し込まれ、折り曲げられ、及び／又はねじり上げられる。前記の地点で、押さえ装置の抵抗は終了し、及び／又は押さえ装置は、動作位置にスナップオーバーすることさえある。

【0024】

ヘッド部は、好ましくは、上壁部によって上部で閉じられ、底部に下部リムを有する円周壁部を有するカップ状である。上壁部は、好ましくは平坦である。空気出口は、好ましくは、上壁部に配置されている。一般的に、空気出口は水入口よりも高くに位置されている。水入口は、好ましくは、全て同じ高さに配置されている。同様に、空気出口が、好ましくは、全て同じ高さに配置されている。

【0025】

本体部は、好ましくは、わずかに先細りの側壁部を有し且つ水出口を除いて底部で閉鎖されているフィルタカートリッジの主軸線Ｘに沿って管状である。本体部は、側壁部に沿って垂直に走るテーパ溝部を設けることができる。テーパ溝部は、ろ過装置の舌状部と適合することにより、主軸線Ｘを中心として一定の向きでろ過装置内にフィルタカートリッジの設置を確実にする。

【0026】

押さえ装置は、好ましくは、少なくとも部分的にアパーチャを通って上部容積内へ挿入可能なピンである。ピンは、メッシュをヘッド部に取り付けた後でも、上部容積内に容易に導入することができる。（ストレート）ピンは、挿入時に直線運動だけを必要とするという利点もあり、これは容易に自動化できる。好ましくは、アパーチャが、特にディスク形状の部分に対して、ピンの残りの部分よりも大きな断面を有するピンの一定の部分のための台座を有する。前記部分は、ピンの運動のためのエンドストップを提供し、押さえ装置の所望の動作位置に確実な方法で到達することを保証する。ピンは、ピンを動作位置に保持するための手段、特にフォームフィッティング手段を設けることができ、動作位置を安定させることができる。

【0027】

代替的には、押さえ装置は、ヘッド部をその端部で細長く、好ましくは円弧状で形成することが望ましい。特に、押さえ装置は、好ましくは、先ずその長手方向側面に沿ってヘッド部の残りの部分から切り取られ且つその短い端面でヘッド部の残りの部分に接続される円周方向壁及び／又はヘッド部の上壁部の一部として形成されている。このような形態では、押さえ装置は柔軟性を維持する。その結果、安定した待機位置及び動作位置を有する一方で、待機位置から動作位置に容易に移動することができる。

【0028】

押さえ装置は、好ましくは、少なくとも１つのヒンジ、特にフィルムヒンジが設けられていて、このヒンジは、押さえ装置をヒンジの周囲で曲げることによって、押さえ装置を待機位置から動作位置に移動することができるように配置される。フィルムヒンジは、フィルタカートリッジの全体コストを低減する射出成形のような製造プロセスで容易に統合することができる。先述の代替的な実施形態では、ヒンジは、長形の押え装置の短い端面に形成してもよい。

【0029】

好ましい実施形態では、フィルタカートリッジは、押さえ装置を動作位置に固定するためのロック手段が設けられている。ロック手段は、押さえ装置が安定した動作位置を有さない場合に特に役立つ。一般的に、ロック手段は、押さえ装置の位置決めに関してフィルタカートリッジの信頼性を高める。

【0030】

好ましくは、ロック手段は、信頼性のある接続を確実にするために、少なくとも一対の相補的なロック要素を備える。好ましくは、一対の相補的なロック要素は、フォームフィッティング接続を提供する。有利な実施形態では、ロック要素の少なくとも１つは、押さえ装置に取り付けられているか若しくは押さえ装置と共に形成されていて、及び／又はロック要素の少なくとも１つは、ヘッド部に取り付けられているか、若しくはヘッド部と共に形成されている。

【0031】

好ましくは、一対の相補的なロック要素が、貫通孔に挿入可能な１つの押しボタンと１つの貫通孔から成る。代替的には、押しボタン及び相補的な容器を実装することもできる。

【0032】

代替的な実施形態では、押さえ装置は、上部容積内に緩く配置されている。特に、緩いとは、押さえ装置がヘッド部にもメッシュにも接続されていないことを意味する。そのような実施形態では、押さえ装置は、基本的に、メッシュのための重りであり、メッシュは、重力に起因して押し下げられる。これらの実施形態では、押さえ装置の組立ては、かなり簡単であり得る。特に、押え装置は、好ましくは球状である。このような形状は、押さえ装置がメッシュを損傷する可能性が減少する。

【0033】

押さえ装置が、好ましくは、ガラス又は金属、特にステンレス鋼から作られている。このような材料は、水と接触した場合に摩耗が非常に少ないため、フィルタカートリッジでの使用に非常に適している。また、通常ガラス及び金属はかなり高い密度を有するので、押さえ装置を小型にすることができる。押さえ装置の直径は、好ましくは、１０ｍｍから２０ｍｍの間である。

【0034】

本発明の課題は、先述したように、注入口ファンネルとフィルタカートリッジとを備えるろ過装置によっても解決される。ろ過装置は、さらに、注入口ファンネルを配置することができる容器を備えることができる。好ましくは、注入口ファンネルが、フィルタカートリッジが使用のために配置することができる台座を備える。

【0035】

本発明の課題は、以下のステップ、
ａ）ヘッド部を製造するステップ、
ｂ）メッシュの押さえ装置を待機位置へ配置するステップ、
ｃ）ヘッド部、特にヘッド部を上下逆さまに向けた状態で、下部リムにメッシュを取り付けるステップ、
ｄ）ヘッド部とメッシュを処理媒体で充填した本体部に取り付けるステップ、
を含むフィルタカートリッジを製造する方法によっても解決される。

【0036】

ステップａ）からｄ）は可能であるが、記載した順序で実行することはできない。例えば、ステップｂ）は、ステップｃ）又はステップｄ）の後に続いてもよく、特に、ヘッド部が、押さえ装置がヘッド部及びメッシュによって規定される上部容積内に導入することができるアパーチャを有する場合である。

【0037】

好ましい実施形態において、本方法は、さらに、ステップのｅ）待機位置から動作位置に押さえ装置を移動させるステップを含み、このステップでは、押さえ装置は、少なくとも部分的にメッシュと底部開口部との間に位置する。

【0038】

従って、ステップｅ）は、消費者で行うことができる、又は製造方法の一部とすることができる。後者の場合、ステップｅ）は、ステップｃ）の後、又はステップｄ）の後のいずれかで実行することができる。

【0039】

本方法の好ましい実施形態は、フィルタカートリッジ自体に関して先述した製造中に行われるステップを含む。

【0040】

本発明は、以下の図１ａから図４に示す図面を参照して、実施例として説明される。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1a】本発明によるヘッド部の第１の実施形態でのフィルタカートリッジの側面図

【図1b】図１ａのフィルタカートリッジの底面図

【図1c】図１ａのフィルタカートリッジの上面図

【図1d】図１ａのフィルタカートリッジの断面側面図

【図2a】本発明によるヘッド部の第２の実施形態の斜視図

【図2b】押さえ装置が待機位置にある図２ａのヘッド部の側面図

【図2c】押さえ装置が動作位置にある図２ａのヘッド部の側面図

【図3a】本発明によるヘッド部の第３の実施形態の斜視図

【図3b】押さえ装置が待機位置にある図３ａのヘッド部の断面側面図

【図3c】押さえ装置が動作位置にある図３ａのヘッド部の断面側面図

【図4】本発明によるヘッド部の第４の実施形態の概略側面図

【発明を実施するための形態】

【0042】

図１ａから図１ｄに示したフィルタカートリッジ１は、本体部３と、本体部３の上部に配置したヘッド部５とを備える。本体部３とヘッド部５は、ポリマー、特にＰＰ又はＰＥからなる。図１ａでは、フィルタカートリッジ１が、ヘッド部５の下側の本体部５と共に、その動作方向で示されている。フィルタカートリッジ１は、ろ過装置内へ注入した水をろ過するために、前記方向でろ過装置（図示せず）内に配置されてもよい。

【0043】

本体部３は、わずかに先細りの側壁部７を有するフィルタカートリッジ１の主軸線Ｘに沿って管状に形成されている。本体部３は、図１ｂ及び図１ｄで見られるように、側壁部７に沿って垂直に走るテーパ溝部９が設けられている。テーパ溝部９は、ろ過装置の舌状部と適合することにより、主軸線Ｘを中心として一定の向きでろ過装置内にフィルタカートリッジ１の設置を確実にする。

【0044】

本体部３の底部には、図１ｂで見られるように４つのフット部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが主軸線Ｘを中心として対称に配置されている。フット部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは側壁部７と一体的に形成されている。フット部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの分離は、水平溝部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び１３ｄによって達成されている。各フット部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、丸孔の形態の１つの水出口１５を有する。ろ過水は、水出口１５を介して使用中のフィルタカートリッジ１を出ることができる。

【0045】

その上端部には、図１ｄで見られるように、本体部３はヘッド部５のための台座１７が設けられている。台座１７は、基本的に形態が円形である上部開口部１８を規定する。本体部３は、側壁部７で規定される本体容積ＢＶ、フット部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、溝部９、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、及び上部開口部１８を備える。

【0046】

ヘッド部５は、下部セグメント１９と移行部分２３によって互いに接続されている上部セグメント２１とを備える。下部セグメント１９は、上部セグメント２１よりも大きな断面を有する。ヘッド部５の移行部分２３及びセグメント１９、２１は、ヘッド部５の円周壁部２４を形成する。下部セグメント１９の底部には、ヘッド部５は平坦なリング状の下部リム２５が設けられている。下部リム２５は、ヘッド部５の底部開口部２６を規定する。底部開口部２６は、基本的に円形である。図１ｄで見られるように、下部リム２５は、本体部分３の台座１７上に配置されている。

【0047】

下部セグメント１９は、基本的に切頭円錐形である。４つの水入口２７は、図１ｃで見られるように、下部セグメント１９に設けられている。水入口２７は、主軸線Ｘを中心として対称に配置されている。

【0048】

また、上部セグメント２１は、基本的に切頭円錐形であり、フィルタカートリッジ１がユーザーによって把持することができる対向する２つの凹部２９を有する。上端では、上部セグメント２１が、ほぼ水平な上壁部３１によって閉じられている。上壁部３１は、図１ｃで見られるように、４つの空気出口３３が設けられている。空気出口３３は主軸線Ｘを中心として左右対称に配置されている。全ての空気出口３３は、それぞれの吸水口２７よりも高く配置されていて、ここでの場合と同様に、それらは理想的にはヘッド部５の最も高い位置に配置されている。

【0049】

ヘッド部５は、セグメント１９、２１、移行セグメント２３、上壁部３１及び底部開口部２６によって規定されるヘッド容積ＨＶを備える。

【0050】

上壁部３１は、リング状のピン座部３６で囲まれた中央アパーチャ３５が設けられている。ピン３７が前記アパーチャ３５内に配置されていて、このピン３７は本発明に従う押さえ装置である。図１ｄでは、ピン３７が、その動作位置に記載されている。前記動作位置では、ピン３７は、底部開口部２６を貫通し、部分的にヘッド容積ＨＶから出て、体積ＢＶ内に入る。

【0051】

ピン３７は、十字形の断面を持つ主梁部３９を有する。上部ディスク４１及び下部ディスク４３は、その両端で主梁部３９と一体的に形成されている。上部ディスク４１は、ピン３７がヘッド容積ＨＶ内に完全に入ることを禁止するピン座部３６上に載置する。下部ディスク４３はドーム形状である。

【0052】

フィルタカートリッジ１は、基本的にヘッド容積ＨＶ及び本体容積ＢＶからなる内部容積ＩＶを有する。メッシュ４５は、内部容積ＩＶ内に配置されていて、ヘッド部５の下部リム２５に取り付けられている。メッシュ４５は、ドーム形状であり、ポリマー、特にＰＥＴ、ＰＡ、ＰＰ又はＰＥから作られたメッシュ材料からなる。メッシュ４５は、内部容積ＩＶを、メッシュ４５及びヘッド部５、特にセグメント１９、２１、移行セグメント２３及び上壁部３１によって規定される上部容積ＵＶ、及びメッシュ４５及び底部３によって規定される下部容積ＬＶ、特に側壁部７、フット部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ及び溝部９、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び１３ｄに分離する。

【0053】

水処理媒体（図示せず）、すなわち、イオン交換樹脂及び／又は活性炭は、下容積ＬＶに配置されている。

【0054】

製造中、ヘッド部５が、第１ステップにおいてピン３７なしで形成される、即ち、射出成形によって成形される。第２のステップでは、メッシュがヘッド部５に取り付けられている。第２のステップについては、ヘッド部５が、好ましくは、底部開口部２６が上方に向けられているように逆さまに配置されている。次いで、コイルから生じるメッシュ材料が、リム２５の上部に配置されている。その後、メッシュ材料をヘッド部５と接続するために、ドーム形状の部分を有するソノトロードが、メッシュ材料の下方へ移動する。その結果、ドーム形状の部分が、メッシュ材料をヘッド容積ＨＶ内へ押し込む。ソノトロードは、それから、メッシュ材料をリム２５に溶接し（超音波溶接）、そして残りのメッシュ材料からメッシュ４５を切り出す。次のステップにおいては、メッシュ４５を有するヘッド部５が、本体部３に取り付けられていて、先に水処理媒体が充填されている本体部３と接続されている。最後に、ピン３７は、中央アパーチャ３５を通ってヘッド部５に挿入されている。挿入の間、ピン３７は、図１ｄに示した位置でスナップオーバーし、終わるまで、メッシュ４５を下方に押し込む。その下部ディスク４３のドーム形状により、ピン３７が挿入中にメッシュ４５を損傷する可能性は極めて可能性が低い。使用中、ピン３７は、メッシュ４５が上方にスナップバックすることを妨げていて、これはメッシュ閉塞（英語：ｍｅｓｈ ｂｌｏｃｋａｄｅｓ）の発生を減少させる。

【0055】

図２ａ、図２ｂ及び図２ｃは、フィルタカートリッジのメッシュ４５と同様にヘッド部５のみを示す。ヘッド部５は、略切頭円錐形状を有し、円周壁部２４、下部リム２５及び略水平な上壁部３１を備える。上壁部３１は、４つの空気出口３３が設けられている。ヘッド部５は、ポリマー、特にＰＰ又はＰＥからなる。

【0056】

その底部側には、ヘッド部５は、ヘッド部５の下部リム２５によって規定した底部開口部２６が設けられている。図２ａ、２ｂ及び２ｃに示す実施形態では、底部開口部２６は円形状を有する。他の実施形態では、底部開口部２６が、３次元のものであっても、他の形状を有してもよい。下部リム２５、円周壁部２４、及び上壁部３１と共に、底部開口２６は、ヘッド容積ＨＶを規定する。

【0057】

メッシュ４５は、下部リム２５でヘッド部５に取り付けられている。ヘッド部５の製造中、ソノトロードのドーム形状の部分は、メッシュ４５が下部リム２５に固定される前に、メッシュ４５をヘッド容積ＨＶ内に押し込む。この結果、メッシュ４５自体がドーム形状となる。

【0058】

押さえ装置としての２つのアーチ５３、５５は、最初に、円周壁部２４の一体部分として形成されている。アーチ５３、５５は、一般的に薄く、細長い形態を有する。それらは、それぞれ、円周壁部２４の残りの部分から切り取られ、それによって、アーチ５３、５５のそれぞれの長手方向側面に沿って２つのスリット６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄを形成し、一方、それらは、それらの２つの短端又は端面５７、５９の両方で、円周壁部２４の残りの部分に取り付けられる（図面では、各アーチ５３、５５の一方の端部のみが示されている）。アーチ５３、５５の端部５７、５９と円周壁部２４との間の接続は、一体ヒンジ（フィルムヒンジ）によって達成されている。

【0059】

図２ａ及び２ｂでは、アーチ５３、５５は、それらの待機位置に配置されている。ヘッド部５の材料及びそれらの形態により、アーチ５３、５５は、待機位置から、図２ｃに示されるそれらの動作位置に移動することができる。これは、アーチ５３、５５をヘッド容積ＨＶ内に押し込むことによって達成することができる。その結果、アーチは、曲げられ、一体ヒンジの周りで旋回され、最終的にスナップオーバーする。アーチ５３、５５は、一斉に、又は個々に動かすことができる。

【0060】

アーチ５３、５５がそれらの動作位置に移動すると、それらは、円周壁部２４内の２つの水入口２７を開口する。待機位置では、水入口２７は、アーチ５３、５５によってほとんど閉鎖され、先述のスリット６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄのみを開放したままである。

【0061】

他の実施形態では、ヘッド部５の製造直後にスリットが存在しなくてもよい。当該実施態様において、アーチ５３、５５は、最初に、それらの端部５７、５９だけでなく、それらの長く伸びた延長部に沿って、円周壁部２４の残りの部分に接続されている。この追加的な接続は、アーチ５３、５５が、初めてその動作位置に移動したときに壊れるように薄く、又は穿孔する、フィルタカートリッジのオリジナリティシールを作成することができる。動作位置への初期移動の後、アーチ５３、５５は、それらの端部５７、５９においてのみ円周壁部２４に再び取り付けられる。

【0062】

アーチ５３、５５と同様に、メッシュ４５自体は、図２ｂ及び図２ｃに示される位置にスナップオーバーするまで、下方へ且つヘッド容積ＨＶから外へ押し進めることができる。これは、アクシデントによって起こり得るか、又はアーチ５３、５５がそれぞれの動作位置に移動することによって達成することができる。

【0063】

動作位置において、アーチ５３、５５が、底部開口部２６を貫通し、部分的にヘッド容積ＨＶから出る。前記動作位置において、アーチ５３、５５は、メッシュが図２ｂに示される位置にスナップバックすることを妨げる。

【0064】

待機位置及び動作位置の両方は、アーチ５３、５５の安定位置であり、その中で、例えば、搬送の際又はろ過装置への挿入の際に、フィルタカートリッジ全体に通常適用される力は、アーチ５３、５５の位置を変更するのに十分ではない。

【0065】

図３ａ、図３ｂ及び図３ｃは、本発明の第３の実施形態のヘッド部５を示す。ヘッド部５は、再び、下部セグメント１９と、２つのインデント２７と同様に移行セグメント２３によって互いに接続された上部セグメント２１とを備える。

【0066】

２つの溝７１、７３は、ヘッド部５で対称に形成されている。図３ｂ及び図３ｃは、ヘッド部５の断面図を示す。薄くて細長い形態の２つのアーム７５、７７は、図３ｂでのそれらの待機位置においてヘッド容積ＨＶの内側に位置していて、アーム７５、７７は押さえ装置である。アーム７５、７７はそれぞれ、溝部７１、７３のうちの１つの底部を形成する。アーム７５、７７は、幾つかのフィルムヒンジによって、各々折り畳み可能である。アーム７５、７７の各々は、２つのロック要素を有する。２つの係止要素は、押しボタン７９ａ、７９ｂであり、１つはアーム７５、７７のそれぞれとともに形成され、２つは貫通孔８１ａ、８１ｂであり、１つはアーム７５、７７のそれぞれに１つずつ形成されている。押しボタン７９ａ、７９ｂ及び貫通孔８１ａ、８１ｂは、アーム７５の押しボタン７９ａが、フォームフィット接続を形成するアーム７７の貫通孔８１ｂに入ることができるように、相補的である。押しボタン７９ｂ及び貫通孔８１ａについても同様である。

【0067】

アーム７５、７７がそれらの待機位置からそれらの動作位置に移動させられると、それらは、押しボタン７９ａ、７９ｂ及び貫通孔８１ａ、８１ｂが相互作用して前記フォームフィット接続を生成するまで曲げられる。図３ｃは、押しボタン７９ａ、７９ｂ及び貫通孔８１ａ、８１ｂが互いに係合した状態でのそれらの動作位置におけるアーム７５、７７を示す。アーム７５、７７は、前記フォームフィット接続によってそれらの動作位置に保持されている。

【0068】

それらの動作位置において、アーム７５、７７はヘッド部５の底部開口部２６を貫通する。その結果、ヘッド部５のリム２５に取り付けられたメッシュ４５が、上方に曲がってヘッド容積ＨＶ内に入ることが妨げられている。

【0069】

ヘッド部５の別の実施形態は、図４に示されている。ヘッド部５は、下部円筒部９１と、上壁部３１によって上部で閉じられた上部円筒部９３とを備える。下部円筒部９１は、底部開口２６並びに水入口２７及び空気出口（図４では不図示）を規定する下部リム２５が設けられている。

【0070】

ドーム形状のメッシュ４５が、ヘッド部５の下部リム２５に再び取り付けられている。図４に示される実施形態は、ステンレス鋼からなる小さな球状のボール９７の形態の押さえ装置を備える。ボール９７は、ヘッド部５及びメッシュ４５によって規定される上部容積ＵＶ内で自由に動くことができる。製造中、メッシュ４５が下部リム２５の上で製造される前に、ボール９７がヘッド容積ＨＶ内へ挿入される。製造中にヘッド部５を逆さにしておくと、ボール９７は、上壁部３１の近くのどこかで静止し、メッシュ４５が切断されて下部リム２５に溶接されている間、そこに留まることができる。このように、ボール９７は製造ステップを妨げない。したがって、製造中、ボール９７は、ヘッド容積ＨＶの内側の無限の待機位置の１つに位置する。

【0071】

メッシュ４５が下部リム２５に取り付けられた後、ヘッド部５は図４に示される方向に回転することができ、ボール９７をその待機位置から図示したような動作位置に移動させ、その中で、押さえ装置は、少なくとも部分的にメッシュ４５と底部開口部２６との間に位置する。ボール９７は、上部容積ＵＶ内に緩く配置されているので、通常の使用時に位置を変えることができる。したがって、この実施形態における押え装置は、無限の動作位置を有する。

【0072】

メッシュ４５がリム２５に取り付けられているので、ボール９７も上部容積ＵＶから出ることができない。次いで、ヘッド部５を、水処理媒体が既に充填された本体部３（ここでは図示せず）に取り付けることができる。その重量に起因して、ボール９７は、フィルタカートリッジの通常の使用中、メッシュ４５を下に保持することができる。

【符号の説明】

【0073】

１ フィルタカートリッジ
３ 本体部
５ ヘッド部
７ 側壁部
９ テーパ溝部
１１ａ フット部
１１ｂ フット部
１１ｃ フット部
１１ｄ フット部
１３ａ 水平溝部
１３ｂ 水平溝部
１３ｃ 水平溝部
１３ｄ 水平溝部
１５ 水出口
１７ 台座
１８ 上部開口部
１９ 下部セグメント
２１ 上部セグメント
２３ 移行セグメント
２４ 円周壁部
２５ 下部リム
２６ 底部開口部
２７ 水入口
２９ 凹部
３１ 上壁部
３３ 空気出口
３５ アパーチャ
３６ ピン座部
３７ ピン
３９ 主梁部
４１ 上部ディスク
４３ 下部ディスク
４５ メッシュ
５３ アーチ
５５ アーチ
５７ 端部
５９ 端部
６１ａ スリット
６１ｂ スリット
６１ｃ スリット
６１ｄ スリット
７１ 溝部
７３ 溝部
７５ アーム
７７ アーム
７９ａ 押しボタン
７９ｂ 押しボタン
８１ａ 貫通孔
８１ｂ 貫通孔
９１ 上部円筒部
９３ 下部円筒部
９７ ボール
ＢＶ 本体容積
ＨＶ ヘッド容積
ＩＶ 内部容積
ＬＶ 下容積
ＵＶ 上容積
Ｘ 主軸線

【図1a】

【図1b】

【図1c】

【図1d】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図3a】

【図3b】

【図3c】

【図4】

【国際調査報告】